【技术实现步骤摘要】
本技术属于配水环管月牙板，特别涉及一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构。
技术介绍
1、冲击式水轮发电机组电站较普通电站具有水头大、发电机转速高等特点。配水环管作为冲击式水轮机重要的引水部件，比普通引水部件结构特征更为复杂，其强度、刚度以及抗疲劳性能是整个机组能够长期安全稳定运行的重要指标，而整个配水环管又以分岔管内的月牙板(也称肋板)最为关键。
2、现有配水环管月牙板结构肋宽比过小，且无特定形状形线，使得配水环管整体变形过大，月牙板处应力过大，应力集中明显，且抗疲劳性能不佳，无法满足刚强度及疲劳设计准则。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的上述问题，本技术的目的在于提供一种降低应力和变形、提高抗疲劳性能的冲击式水轮机配水环管月牙板结构。
2、本技术所采用的技术方案为：
3、一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构，包括月牙板，月牙板安装于配水环管与分岔管的交接处的开槽口内，月牙板的中线与配水环管内壁的交点为a，月牙板的中线与月牙板内缘的交点为b，ab为板宽，月牙板在水平面内的投影的长度为肋长a，板宽与肋长的比为肋宽比β，肋宽比β的范围为0.34＜β＝ab/a＜0.36；所述月牙板的内缘的形状为曲线。
4、月牙板的形状以及选取合适的肋宽比对配水环管整体的应力和变形大小至关重要。本技术在配水环管整体管状外形不变的基础上，优化月牙板形线，优化肋宽比，进而降低应力。以明管打压为例，通过对多个不同肋宽比的月牙板结构进行对比，应力随肋宽比增大而减
5、本技术通过对肋宽比进行结构优化，肋宽比为0.34＜β＜0.36时为最优结构型式。肋宽比β为0.34＜β＜0.36时，计算应力和变形在打压工况和运行工况都能够满足设计要求，能够保证机组安全稳定运行。此时，月牙板的应力减小，水环管最大应力不再出现于月牙板上。并且，月牙板与配水环管的刚度匹配，整体刚度增加，月牙板与配水环管的变形减小。
6、本技术能大幅度减小应力集中，增加整体配水环管刚度以及抗疲劳性能。配水环管刚度随肋宽比增加表现趋势为先增加后减小，抗疲劳性能随肋宽比增大而增大，且本技术的月牙板也能大幅度降低应力和提高抗疲劳性能。
7、本技术能够使得月牙板出应力降低40％以上，变形降低60％以上，抗疲劳性能提高2倍以上。
8、作为本技术的优选方案，所述肋宽比β为0.35，肋宽比的公差为±
9、0.01。肋宽比β为0.35时，月牙板的应力情况和变形情况达到综合最佳。
10、作为本技术的优选方案，所述月牙板的内缘表面往背离分岔管的方向倾斜3～8°。月牙板的内缘表面倾斜时，水流与月牙板的内缘表面具有夹角，可减小月牙板的应力集中情况。
11、作为本技术的优选方案，所述月牙板的内缘的形状为椭圆的一部分，椭圆的中心点o位于月牙板的中线上，椭圆的短轴位于月牙板的中线上。
12、作为本技术的优选方案，所述椭圆的长轴与短轴的比为(1.2～1.5)：1。月牙板的内缘的形状为椭圆的一部分且椭圆的长轴与短轴的比为(1.2～1.5)：1时，进一步降低月牙板应力集中情况，且减小变形。
13、作为本技术的优选方案，所述月牙板的内缘的的中段形状为椭圆的一部分，月牙板的上段和下段的形状为抛物线的一部分。椭圆和抛物线相接的地方平滑过渡。
14、作为本技术的优选方案，所述月牙板上形状为抛物线的一部分的上段与下段对称。
15、作为本技术的优选方案，所述椭圆的长轴与短轴的比为(1.2～1.5)：1。月牙板的内缘的形状为椭圆与抛物线交接且椭圆的长轴与短轴的比为(1.2～1.5)：1时，进一步降低月牙板应力集中情况，且减小变形。
16、作为本技术的优选方案，所述月牙板上段、中段和下段的长度比为1：4：1。
17、作为本技术的优选方案，所述月牙板和配水环管的相贯线与月牙板的外缘平行。
18、本技术的有益效果为：
19、1.本技术通过对肋宽比进行结构优化，肋宽比为0.34＜β＜0.36时为最优结构型式。肋宽比β为0.34＜β＜0.36时，计算应力和变形在打压工况和运行工况都能够满足设计要求，能够保证机组安全稳定运行。此时，月牙板的应力减小，水环管最大应力不再出现于月牙板上。并且，月牙板与配水环管的刚度匹配，整体刚度增加，月牙板与配水环管的变形减小。
20、2.本技术能大幅度减小应力集中，增加整体配水环管刚度以及抗疲劳性能。配水环管刚度随肋宽比增加表现趋势为先增加后减小，抗疲劳性能随肋宽比增大而增大，且本技术的月牙板也能大幅度降低应力和提高抗疲劳性能。
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1.一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构，其特征在于：包括月牙板，月牙板安装于配水环管与分岔管的交接处的开槽口内，月牙板的中线与配水环管内壁的交点为A，月牙板的中线与月牙板内缘的交点为B，AB为板宽，月牙板在水平面内的投影的长度为肋长a，板宽与肋长的比为肋宽比β，肋宽比β的范围为0.34＜β＝AB/a＜0.36；所述月牙板的内缘的形状为曲线。
2.根据权利要求1所述的一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构，其特征在于：所述肋宽比β为0.35，肋宽比的公差为±0.01。
3.根据权利要求1所述的一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构，其特征在于：所述月牙板的内缘表面往背离分岔管的方向倾斜3～8°。
4.根据权利要求1所述的一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构，其特征在于：所述月牙板的内缘的形状为椭圆的一部分，椭圆的中心点O位于月牙板的中线上，椭圆的短轴位于月牙板的中线上。
5.根据权利要求4所述的一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构，其特征在于：所述椭圆的长轴与短轴的比为(1.2～1.5)：1。
6.根据权利要求1所述的一种冲击式水轮机
7.根据权利要求6所述的一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构，其特征在于：所述月牙板上形状为抛物线的一部分的上段与下段对称。
8.根据权利要求6所述的一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构，其特征在于：所述椭圆的长轴与短轴的比为(1.2～1.5)：1。
9.根据权利要求6所述的一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构，其特征在于：所述月牙板上段、中段和下段的长度比为1：4：1。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构，其特征在于：所述月牙板和配水环管的相贯线与月牙板的外缘平行。
...【技术特征摘要】
1.一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构，其特征在于：包括月牙板，月牙板安装于配水环管与分岔管的交接处的开槽口内，月牙板的中线与配水环管内壁的交点为a，月牙板的中线与月牙板内缘的交点为b，ab为板宽，月牙板在水平面内的投影的长度为肋长a，板宽与肋长的比为肋宽比β，肋宽比β的范围为0.34＜β＝ab/a＜0.36；所述月牙板的内缘的形状为曲线。
2.根据权利要求1所述的一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构，其特征在于：所述肋宽比β为0.35，肋宽比的公差为±0.01。
3.根据权利要求1所述的一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构，其特征在于：所述月牙板的内缘表面往背离分岔管的方向倾斜3～8°。
4.根据权利要求1所述的一种冲击式水轮机配水环管月牙板结构，其特征在于：所述月牙板的内缘的形状为椭圆的一部分，椭圆的中心点o位于月牙板的中线上，椭圆的短轴位于月牙板的中线上。
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔令熙，何启源，梁权伟，王世建，陈昌林，孙锋，汤琴，周俊鹏，范洋铭，王明坤，张建伟，张小菲，
申请(专利权)人：东方电气集团东方电机有限公司，
类型：新型
国别省市：
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